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超大質量黑洞隱藏在宇宙塵埃圈中證實了30年前的天文學理論

簡介研究團隊的羅薩斯教授說,“這些發現還可以幫助我們更好地理解銀河系的歷史,我們根據“活動星系核統一模型(AGN)”推測銀河系的中心有一個超大質量的黑洞,它可能在過去非常活躍

宇宙塵埃怎麼來的

雖然我們都偏愛甜食,但天文學家們對最近發現的一個天體甜甜圈特別興奮,它就隱藏在附近一個星系的中心

。這個巨大的環狀星際塵埃雲中隱藏著一個超大質量的黑洞,這一發現證實了一個科學界30年來關於“活動星系核”的理論,這種理論認為“活動星系核”是宇宙中最明亮、最神秘的物體之一。

這個國際研究小組在《自然》雜誌上報道了他們的發現,他們對黑洞周圍稠密、模糊的塵埃雲的觀察證實了一個被稱為“活動星系核統一模型(AGN)”的理論。“活動星系核”是由超大質量黑洞提供能量的極其活躍的宇宙區域,通常存在於在一些星系的中心。這些黑洞以大量的宇宙塵埃和氣體為食,當這些物質螺旋形地進入黑洞的深淵巨口時,它們釋放出的能量如此之大,以至於光芒常常超過了這個星系中其它所有的恆星。

“活動星系核統一模型(AGN)”

這種耀眼明亮的天文現象首次被發現是在20世紀50年代,從那時起,天文學家就一直對它們感到好奇。他們觀測到,

“就像任何好吃的甜甜圈有不同的味道一樣”

儘管存在著一定的差異,但是所有“活動星系核”都有相同的基本結構:一個被厚厚的塵埃環包圍的超大質量黑洞。

該理論認為,任何觀測到的差異都只是我們從地球上觀察黑洞角度不同的結果。

超大質量黑洞隱藏在宇宙塵埃圈中證實了30年前的天文學理論

儘管在天文學家之前已經發現了一些支援統一模型的證據,包括在附近的梅西耶77星系中心發現了類似的稠密、模糊塵埃雲,然而人們仍然懷疑這些塵埃是否能完全隱藏一個黑洞。現在多虧了對梅西耶77星系中心詳細的新觀察,這個理論終於得到了證實。該研究的作者維奧萊塔博士解釋說:“塵埃雲的真實性質、它們如何隱藏著黑洞以及地球上觀察黑洞角度不同的影響,一直是過去30年“活動星系核統一模型(AGN)”研究的中心問題。

“雖然沒有一個單一的理論能解決我們所有的問題,但我們在瞭解“活動星系核統一模型(AGN)”方面已經邁出了重要的一步。

干涉測量

多虧了安裝在位於智利阿塔卡馬沙漠的多孔徑中紅外光譜實驗儀器(MATISSE),對活動星系核觀測才得以實現。

MATISSE這種特殊的觀測儀器利用一種叫作干涉測量的技術,將所有四架望遠鏡的光線結合起來。該團隊利用MATISSE掃描了梅西耶77星系的中心,它位於鯨魚座4700萬光年之外,揭示了它的環形塵埃雲。

“MATISSE可以看到廣泛的紅外波長,這讓我們可以透過塵埃,準確地測量溫度,

”研究團隊的荷蘭萊頓大學教授沃爾特·賈菲說。

“因為MATISSE實際上是一個非常大的干涉儀,我們有解析度,可以看到甚至在遙遠的梅西耶77星系中發生了什麼。我們獲得的影象詳細顯示了黑洞周圍的溫度變化和塵埃雲吸收情況。”

該團隊能夠繪製出塵埃雲的詳細影象,並精確地確定了隱藏在其中的黑洞的位置。他們的每一個觀察結果都與統一模型的預測一致。

超大質量黑洞隱藏在宇宙塵埃圈中證實了30年前的天文學理論

左 邊是由MATISSE望遠鏡拍攝到的梅西耶77星系令人眼花繚亂的照片,右邊是這個星系非常內部區域的放大檢視——它的活動星系核,

銀河系中心的真面目

研究人員表示,他們的結果不僅僅是增加了我們對“活動星系核”的理解。研究團隊的羅薩斯教授說,

“這些發現還可以幫助我們更好地理解銀河系的歷史,我

們根據“活動星系核統一模型(AGN)”推測銀河系的中心有一個超大質量的黑洞,它可能在過去非常活躍。”

超大質量黑洞隱藏在宇宙塵埃圈中證實了30年前的天文學理論

研究人員現在希望透過考慮更大的星系樣本,利用MATISSE望遠鏡來尋找“活動星系核統一模型”更多的證據,來證明銀河系中心超大質量黑洞的存在。

本文參考Cosmos magazine文章,“Supermassive black hole hiding in a doughnut of dust confirms 30-year-old theory”,如有興趣還可查閱原文。

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